部编版高中物理高三物理热学知识点巩固习题及答案

部编版高中物理高三物理热学知识点巩固习题及答案第1页共1页部编版高中物理高三物理热学知识点巩固习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）（每小题只有一个选项符合题意，请把正确选项的字母填在题后括号内）1.关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是A.气体分子的平均速率增大B.气体分子的平均动能减小C.气体分子的数密度增大D.气体的内能一定不变参考答案：A2.一定质量的理想气体，从状态A等温压缩到状态B，再从状态B等压膨胀到状态C。气体在过程中A.吸收热量，内能增加B.放出热量，内能减少C.吸收热量，内能不变D.放出热量，内能不变参考答案：B3.下列说法正确的是A.沸腾是液体表面和内部同时发生的剧烈汽化现象B.液体的饱和蒸气压随温度升高而增大C.热力学第二定律的开尔文表述是：不可能从单一热源吸热并全部用来做功，而不引起其他变化D.气体的内能只与气体的温度有关参考答案：B4.一个质量为m的物体，从离地面高h处自由下落，不计空气阻力，下落过程中机械能的变化情况是A.逐渐增大B.逐渐减小C.保持不变D.无法确定参考答案：C5.关于热力学第一定律，下列说法正确的是A.气体膨胀时，一定对外做功B.气体吸热时，内能一定增加C.气体内能增加时，一定吸收了热量D.气体对外做功时，内能一定减少参考答案：A6.一定质量的理想气体，从状态A等压膨胀到状态B，气体分子的平均速率变化情况是A.增大B.减小C.不变D.无法确定参考答案：A7.关于液晶，下列说法正确的是A.液晶是一种晶体B.液晶具有各向异性C.液晶的光学性质随温度变化而变化D.液晶显示器利用了液晶的透光性随电场变化而变化的特性参考答案：D8.关于第二类永动机，下列说法正确的是A.第二类永动机违反了能量守恒定律B.第二类永动机违反了热力学第二定律C.第二类永动机是能够从单一热源吸热并全部用来做功的机器D.第二类永动机是能够将热能全部转化为机械能的机器参考答案：B9.一定质量的理想气体，从状态A等温压缩到状态B，再从状态B等压膨胀到状态C。气体在过程中A.气体对外做功，内能增加B.气体对外做功，内能减少C.外界对气体做功，内能增加D.外界对气体做功，内能减少参考答案：D10.关于布朗运动，下列说法正确的是A.布朗运动是液体分子的运动B.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动C.布朗运动的剧烈程度与温度无关D.布朗运动是液体表面张力现象参考答案：B二、填空题（共10小题，每题2分）（请把正确答案直接填写在题中横线上，填写不完整的不得分）1.一定质量的理想气体，从状态A等温压缩到状态B，再从状态B等压膨胀到状态C，其内能变化为______。参考答案：02.关于布朗运动，下列说法正确的是______。参考答案：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒永不停息地做无规则运动3.一个质量为2kg的物体，放在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为0.2，物体受到的最大静摩擦力为______N。参考答案：44.关于第二类永动机，下列说法正确的是______。参考答案：第二类永动机不可能制成，因为它违反了热力学第二定律5.一定质量的理想气体，从状态A等压膨胀到状态B，气体分子的平均动能变化为______。参考答案：增大6.某物体从离地面高10m处自由下落，不计空气阻力，下落3s时物体的速度为______m/s。参考答案：29.47.一个标有"220V100W"的灯泡，正常工作时的电阻为______Ω。参考答案：4848.关于热力学第一定律，下列说法正确的是______。参考答案：热力学第一定律的内容是ΔU=Q+W，它表明能量守恒9.一定质量的理想气体，从状态A等温压缩到状态B，其压强变化为______。参考答案：增大10.关于液晶，下列说法正确的是______。参考答案：液晶具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性三、判断题（共10小题，每题2分）（正确的打“√”，错误的打“×”，把判断符号填在题后括号内）1.热力学第二定律可以表述为：热量可以自发地从低温物体传到高温物体。参考答案：×2.在理想气体等温过程中，气体的内能不变。参考答案：√3.物体的温度越高，其分子热运动的平均动能就越大。参考答案：√4.热机的效率可以超过100%。参考答案：×5.液体的表面张力是由于液体表面分子间距离较大，分子间表现为引力。参考答案：√6.在相同条件下，不同液体的表面张力一定相同。参考答案：×7.理想气体分子的速率分布是绝对均匀的。参考答案：×8.布朗运动是液体分子的运动。参考答案：×9.热传递的三种方式是传导、对流和辐射。参考答案：√10.热力学第一定律的数学表达式为ΔU=Q+W。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）（请分点作答，语言简明、要点齐全，写在对应题目下方的横线上）1.简述热力学第二定律的两种常见表述及其物理意义。参考答案：热力学第二定律的两种常见表述：克劳修斯表述为“热量不能自发地从低温物体传到高温物体”；开尔文表述为“不可能从单一热源吸热并全部用来做功，而不引起其他变化”。其物理意义在于揭示了自然界中热现象的方向性和不可逆性。2.一定质量的理想气体，从状态A等压膨胀到状态B，其内能如何变化？请说明理由。参考答案：内能增加。因为理想气体的内能只与温度有关，等压膨胀过程中气体温度升高，因此内能增加。根据理想气体状态方程PV=nRT，等压过程中P不变，V增大，则T增大，内能U增加。3.解释什么是布朗运动，并简述其与液体分子热运动的关系。参考答案：布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒所做的无规则运动。它是液体分子热运动的宏观表现。液体分子永不停息地做无规则运动，不断撞击悬浮颗粒，导致颗粒做无规则运动。4.在一个绝热容器中，将0℃的冰块投入100℃的水中，最终达到热平衡，请分析热量传递的方向和条件。参考答案：热量会从100℃的水传递到0℃的冰块，直到两者达到热平衡。热量传递的条件是存在温度差。5.为什么气体分子的速率分布是统计性的，而不是绝对均匀的？参考答案：气体分子的速率分布是统计性的，而不是绝对均匀的。这是因为气体分子永不停息地做无规则运动，分子间不断发生碰撞，导致分子速率不断变化。根据麦克斯韦速率分布定律，气体分子的速率分布是统计性的，即大多数分子的速率接近平均速率，少数分子的速率远高于或低于平均速率。6.简述液晶显示器的工作原理，并说明其与传统显示器的主要区别。参考答案：液晶显示器的工作原理是基于液晶分子的电光效应。液晶分子在外加电场的作用下，其排列方向会发生改变，从而改变光的透过率。传统显示器通常使用阴极射线管（CRT）或发光二极管（LED）发光，而液晶显示器本身不发光，需要背光源。7.在一个密闭容器中，将气体加热，其压强如何变化？请用理想气体状态方程解释。参考答案：在密闭容器中，将气体加热，其压强会增大。根据理想气体状态方程PV=nRT，在体积V不变的情况下，温度T升高，则压强P必然增大。8.解释什么是热机效率，并说明提高热机效率的途径有哪些。参考答案：热机效率是指热机做有用功的能量与从热源吸收的热量之比。提高热机效率的途径包括：提高热源温度、降低冷源温度、减少热机内部的能量损失。五、应用题（共8小题，每题3分）（请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后结果不得分）1.一个质量为m的物体，从高度为h的斜面顶端由静止开始下滑，斜面的倾角为θ。不计摩擦力，求物体滑到斜面底端时的速度大小。请写出计算过程。参考答案：v=√(2gh)2.一定质量的理想气体，从状态A等温压缩到状态B，体积减小了一半。已知状态A的压强为p₁，体积为V₁，求状态B的压强p₂。请写出计算过程。参考答案：p₂=2p₁3.一个电热器接在电压为U的电路中，电阻为R。求该电热器在t时间内产生的热量。请写出计算过程。参考答案：Q=U²t/R4.一个质量为m的物体，从高度为h的地方自由下落，不计空气阻力。求物体下落h高度时的动能。请写出计算过程。参考答案：Ek=mgh5.一个容器内装有质量为m₁的水，温度为T₁。向容器内加入质量为m₂的水，温度为T₂。求混合后水的温度T。不计热量损失，水的比热容为c。请写出计算过程。参考答案：T=(m₁cT₁+m₂cT₂)/(m₁+m₂)6.一个理想气体经历等压过程，体积从V₁变为V₂，温度从T₁变为T₂。求该过程中气体的内能变化量。请写出计算过程。参考答案：ΔU=nCv(T₂-T₁)7.一个电容器，电容为C，两端电压为U。求该电容器储存的电荷量。请写出计算过程。参考答案：Q=CU8.一个物体在水平面上做匀速直线运动，速度为v。求该物体在t时间内通过的距离s。请写出计算过程。参考答案：s=vt标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：A解析：本题考查理想气体的分子动理论。一定质量的理想气体，温度升高，气体分子的平均速率增大，分子平均动能增大。气体的体积变化未知，无法判断气体分子的数密度变化。气体的内能与温度有关，温度升高，内能增加。故A正确，B、C、D错误。2.参考答案：B解析：本题考查理想气体的状态变化与热力学第一定律。气体从状态A等温压缩到状态B，温度不变，内能不变。气体体积减小，外界对气体做功。根据热力学第一定律，气体放出热量。故B正确，A、C、D错误。3.参考答案：B解析：本题考查热学的基本概念。沸腾是液体表面和内部同时发生的剧烈汽化现象，故A错误。液体的饱和蒸气压随温度升高而增大，故B正确。热力学第二定律的开尔文表述是：不可能从单一热源吸热并全部用来做功，而不引起其他变化，故C正确。气体的内能与气体的温度和体积有关，故D错误。故选B。4.参考答案：C解析：本题考查机械能守恒定律。物体下落过程中，只有重力做功，机械能守恒，保持不变。故C正确，A、B、D错误。5.参考答案：A解析：本题考查热力学第一定律。气体膨胀时，体积增大，一定对外做功。故A正确。气体吸热时，若同时对外做功，内能可能不变或减少。气体内能增加时，可能是外界对气体做功，也可能是气体吸收了热量。气体对外做功时，若同时吸热，内能可能增加。故B、C、D错误。6.参考答案：A解析：本题考查理想气体的状态变化与分子动理论。一定质量的理想气体，从状态A等压膨胀到状态B，温度升高，气体分子的平均速率增大。故A正确，B、C、D错误。7.参考答案：D解析：本题考查液晶的性质。液晶是一种介于固体和液体之间的物质，故A错误。液晶具有各向异性，故B正确。液晶的光学性质随温度变化而变化，故C正确。液晶显示器利用了液晶的透光性随电场变化而变化的特性，故D正确。故选D。8.参考答案：B解析：本题考查热力学第二定律。第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故A错误，B正确。第二类永动机是能够从单一热源吸热并全部用来做功，而不引起其他变化的机器，故C错误。第二类永动机是将热能全部转化为机械能的机器违反了热力学第二定律，故D错误。故选B。9.参考答案：D解析：本题考查理想气体的状态变化与热力学第一定律。气体从状态B等压膨胀到状态C，体积增大，气体对外做功。温度升高，内能增加。根据热力学第一定律，气体吸收热量。故D正确，A、B、C错误。10.参考答案：B解析：本题考查布朗运动。布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故A错误，B正确。布朗运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，布朗运动越剧烈，故C错误。布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒受到液体分子碰撞而发生的无规则运动，不是液体表面张力现象，故D错误。故选B。二、填空题1.参考答案：0解析：本题考查理想气体内能变化。等温过程中，温度不变，内能不变；等压膨胀过程中，温度升高，内能增加。由于内能是状态量，只与初末状态有关，而初末状态相同，所以内能变化为0。2.参考答案：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒永不停息地做无规则运动解析：本题考查布朗运动的定义。布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒永不停息地做无规则运动，它不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映。3.参考答案：4解析：本题考查静摩擦力的计算。最大静摩擦力f_max=μ_sN，其中μ_s为动摩擦因数，N为正压力。物体放在水平桌面上，正压力N=mg，所以f_max=μ_smg=0.229.8=3.92≈4N。4.参考答案：第二类永动机不可能制成，因为它违反了热力学第二定律解析：本题考查第二类永动机的定义。第二类永动机是指从单一热源吸热全部转化为功，而不产生其他影响的机器，它不可能制成，因为它违反了热力学第二定律。5.参考答案：增大解析：本题考查理想气体分子平均动能的变化。温度是分子平均动能的标志，等压膨胀过程中，温度升高，所以气体分子的平均动能增大。6.参考答案：29.4解析：本题考查自由落体运动的速度计算。自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，速度v=gt，其中g为重力加速度，t为时间。下落3s时，速度v=9.83=29.4m/s。7.参考答案：484解析：本题考查电功率与电阻的关系。根据P=U^2/R，电阻R=U^2/P=220^2/100=484Ω。8.参考答案：热力学第一定律的内容是ΔU=Q+W，它表明能量守恒解析：本题考查热力学第一定律的内容。热力学第一定律的内容是ΔU=Q+W，它表明能量守恒，即系统内能的增加等于系统吸收的热量加上外界对系统做的功。9.参考答案：增大解析：本题考查理想气体状态方程。等温过程中，温度不变，根据理想气体状态方程PV=nRT，压强与体积成反比，所以等温压缩过程中，体积减小，压强增大。10.参考答案：液晶具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性解析：本题考查液晶的性质。液晶是一种特殊的物质状态，它具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，因此可以用作显示器等。三、判断题1.参考答案：×解析：本题考查“热力学第二定律”。热力学第二定律可以表述为：热量不可以自发地从低温物体传到高温物体，必须借助外界做功。题干说法违背了热力学第二定律的表述，故错误。2.参考答案：√解析：本题考查“理想气体等温过程”。理想气体的内能只与温度有关，等温过程中温度不变，因此内能不变。故正确。3.参考答案：√解析：本题考查“分子热运动与温度的关系”。温度是分子平均动能的宏观表现，温度越高，分子热运动的平均动能就越大。故正确。4.参考答案：×解析：本题考查“热机效率”。根据热力学第二定律，热机的效率不可能达到100%，更不可能超过100%。故错误。5.参考答案：√解析：本题考查“液体表面张力”。液体的表面张力是由于液体表面分子间距离较大，分子间表现为引力，使得液体表面具有收缩趋势。故正确。6.参考答案：×解析：本题考查“液体表面张力”。不同液体的表面张力与液体的种类有关，不同液体的表面张力不一定相同。故错误。7.参考答案：×解析：本题考查“理想气体分子速率分布”。理想气体分子的速率分布是统计分布，不是绝对均匀的，遵循麦克斯韦速率分布规律。故错误。8.参考答案：×解析：本题考查“布朗运动”。布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动。故错误。9.参考答案：√解析：本题考查“热传递方式”。热传递的三种方式是传导、对流和辐射。故正确。10.参考答案：√解析：本题考查“热力学第一定律”。热力学第一定律的数学表达式为ΔU=Q+W，表示系统内能的增加等于系统吸收的热量与外界对系统做功之和。故正确。四、简答题1.参考答案：热力学第二定律的两种常见表述：克劳修斯表述为“热量不能自发地从低温物体传到高温物体”；开尔文表述为“不可能从单一热源吸热并全部用来做功，而不引起其他变化”。其物理意义在于揭示了自然界中热现象的方向性和不可逆性。解析：本题考查“热力学第二定律”。热力学第二定律是热力学的基本定律之一，它描述了自然界中热现象的方向性。克劳修斯表述强调了热量传递的方向性，即热量只能自发地从高温物体传到低温物体，而不能反向传递。开尔文表述则强调了热机做功的不可逆性，即不可能将热量完全转化为功而不产生其他影响。这两种表述本质上是等价的，都揭示了自然界中热现象的方向性和不可逆性。干扰项可能包括对热力学第一定律的混淆，但热力学第一定律是能量守恒定律，与热现象的方向性无关。2.参考答案：内能增加。因为理想气体的内能只与温度有关，等压膨胀过程中气体温度升高，因此内能增加。根据理想气体状态方程PV=nRT，等压过程中P不变，V增大，则T增大，内能U增加。解析：本题考查“理想气体状态方程及其应用”。理想气体的内能只与温度有关，与压强和体积无关。在等压膨胀过程中，气体的压强P保持不变，体积V增大，根据理想气体状态方程PV=nRT，可以推导出气体的温度T必然增大。因此，气体的内能U也必然增加。干扰项可能包括对等温过程的混淆，但在等温过程中温度不变，内能也不变。3.参考答案：布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒所做的无规则运动。它是液体分子热运动的宏观表现。液体分子永不停息地做无规则运动，不断撞击悬浮颗粒，导致颗粒做无规则运动。解析：本题考查“布朗运动”。布朗运动是悬浮在液体或气体中的微小颗粒所做的无规则运动，是由英国植物学家布朗在1827年首次观察到的。布朗运动的本质是液体或气体分子永不停息地做无规则运动，不断撞击悬浮颗粒，导致颗粒在各个方向上受到不均衡的撞击力，从而做无规则运动。干扰项可能包括对分子热运动的误解，但分子热运动是微观现象，而布朗运动是微观现象的宏观表现。4.参考答案：热量会从100℃的水传递到0℃的冰块，直到两者达到热平衡。热量传递的条件是存在温度差。解析：本题考查“热传递的条件”。热传递是热量从高温物体传递到低温物体的过程，其条件是存在温度差。在这个问题中，100℃的水是高温物体，0℃的冰块是低温物体，因此热量会自发地从水传递到冰块，直到两者达到热平衡，即温度相同。干扰项可能包括对绝热过程的误解，但在绝热容器中，系统与外界没有热量交换，但系统内部的热量仍然可以传递。5.参考答案：气体分子的速率分布是统计性的，而不是绝对均匀的。这是因为气体分子永不停息地做无规则运动，分子间不断发生碰撞，导致分子速率不断变化。根据麦克斯韦速率分布定律，气体分子的速率分布是统计性的，即大多数分子的速率接近平均速率，少数分子的速率远高于或低于平均速率。解析：本题考查“气体分子速率分布”。气体分子的速率分布是统计性的，而不是绝对均匀的。这是因为气体分子永不停息地做无规则运动，分子间不断发生碰撞，导致分子速率不断变化。根据麦克斯韦速率分布定律，气体分子的速率分布是统计性的，即大多数分子的速率接近平均速率，少数分子的速率远高于或低于平均速率。干扰项可能包括对分子运动的无序性的误解，但分子运动是无序的，导致速率分布不均匀。6.参考答案：液晶显示器的工作原理是基于液晶分子的电光效应。液晶分子在外加电场的作用下，其排列方向会发生改变，从而改变光的透过率。传统显示器通常使用阴极射线管（CRT）或发光二极管（LED）发光，而液晶显示器本身不发光，需要背光源。解析：本题考查“液晶显示器的工作原理”。液晶显示器（LCD）是一种利用液晶分子的电光效应来显示图像的显示器。液晶分子在外加电场的作用下，其排列方向会发生改变，从而改变光的透过率。传统显示器通常使用阴极射线管（CRT）或发光二极管（LED）发光，而液晶显示器本身不发光，需要背光源。干扰项可能包括对背光源的误解，但背光源是液晶显示器的重要组成部分。7.参考答案：在密闭容器中，将气体加热，其压强会增大。根据理想气体状态方程PV=nRT，在体积V不变的情况下，温度T升高，则压强P必然增大。解析：本题考查“理想气体状态方程及其应用”。理想气体状态方程PV=nRT描述了理想气体的压强P、体积V、温度T和物质的量n之间的关系。在密闭容器中，气体的体积V保持不变，当加热气体时，气体的温度T升高，根据理想气体状态方程，压强P必然增大。干扰项可